Le pregunté a mi profesor de física: “¿Por qué todo flota en un ascensor que cae?” Él respondió: “Tu pregunta es incorrecta y nada flota en un ascensor que cae”. ¿Cómo puedo demostrarle físicamente que todo flota en un ascensor que cae?

Answer 1

He estado en el negocio de los ascensores cerca de 48 años, y en realidad he realizado este experimento muchas veces en el mundo real. La respuesta a su pregunta es: ¡No despida al profesor de física, él / ella está 100% en lo correcto!

Las cosas no “flotan” en un ascensor que cae, punto. Para entender por qué, recuerde a Gallio que muestra que bolas de cañón de diferentes tamaños caen al mismo ritmo. Lanzado exactamente al mismo tiempo, el 50 libras y el 10 libras aceleran a 32 pies / segundo / segundo, y a menos que se vean afectados de manera desigual por la resistencia del aire (como una pluma y una bola de cañón) alcanzan el suelo al mismo tiempo . La prueba de caída de la bola de la pluma y el acero en un recipiente de vacío Bell se ha demostrado en innumerables clases de física en todo el mundo: la pluma y la bola alcanzan el fondo simultáneamente. Ahora, en el mismo recipiente de vacío, apoye la pluma en la parte superior de la bola de acero y suelte la bola de manera tal que no se aplique un momento angular o rotatorio: la pluma permanecerá en la parte superior de la bola, si deja la superficie de la bola. en todo caso, solo será un milímetro, ya que la bola tuvo que moverse ligeramente antes de que la pluma comenzara a moverse; sin resistencia al aire, caerá al mismo ritmo que la bola, no “flotará”.

En el elevador descendente: cuando ajusté los elevadores en trabajos GSA de gran altura, hubo un requisito contractual para probar los mecanismos de seguridad en al menos un elevador en cada aumento mediante una “Prueba de caída de carga completa”. Esto se opone a la “Prueba de exceso de velocidad a plena carga” que se realiza en todas las unidades con los cables conectados y la máquina del polipasto que baja el elevador a (solo) un 40% por encima de la velocidad nominal.

En la prueba de “Caída”, la cabina está estacionada en el piso superior, cargada con una carga nominal (5000 libras de peso de acero en un auto con capacidad de 5000 #). Los cables se desconectan y se suelta un grillete especialmente diseñado para sujetar la cabina: ¡la cabina no se ve afectada por nada excepto por la resistencia del aire hasta que el mecanismo de seguridad detiene la cabina o se estrella contra la fosa! En ningún momento durante esta prueba, los pesos “flotan” lejos de la plataforma del elevador. Al igual que la pluma en el vacío, los pesos no tienen resistencia al “viento” porque están en la cabina del ascensor cerrada y no se mueven con respecto al aire que los rodea, los pesos se aceleran exactamente a G, o lo harían, pero se evitan de hacerlo por la plataforma del ascensor que definitivamente tiene resistencia al aire. Al igual que un buceador de cielo en caída libre, la plataforma elevadora, que tiene un perfil aerodinámico de básicamente una lámina de madera contrachapada horizontal de 12’X12 ‘, se ve algo frenada por la resistencia del aire en el momento en que comienza a moverse. Cuanto más rápido vaya, mayor será la resistencia; en algún momento, la resistencia creciente supera la aceleración adicional, y por lo tanto la velocidad máxima. Así que con respecto a la plataforma del elevador, los pesos se están plantando más firmemente cuanto más rápido cae el automóvil, definitivamente no flotando.

Algo más sucede en los ascensores que caen que no le ocurren al buzo en la atmósfera abierta. El ascensor está en un pozo cerrado. En particular, con los ascensores individuales en un solo eje, cuanto más se acerca el ascensor al fondo, más comprimida está la columna de aire debajo de la cabina, ya que el área de escape para el aire es limitada. Esto crea un “amortiguador” natural cuando el elevador se acerca al foso. Este efecto no es solo teórico. Lea la cuenta de Betty-Lou Oliver aquí: http://survivor-story.com/betty-…. Este desafortunado operador de ascensores sobrevivió a una caída libre desde el piso 80 del Empire State Building en 1945, cuando un avión se estrelló contra el edificio cortando los cables y desactivando el aparato de seguridad. Indecentemente, esto se reconoce como el único momento en que un elevador de pasajeros en funcionamiento normal realmente ha caído sin las fricciones de los cables y otros dispositivos de frenado.

Que yo sepa, solo hay un ejemplo de personas que flotan en una cabina de ascensor. Este es un viaje a Disneyland donde se encargó a la empresa Otis Elevator la creación de una cabina especial para ascensores en la que la máquina de la unidad del elevador realmente baja la parte inferior de la cabina del elevador a una velocidad mayor que G: por lo tanto, la gente en la cabina “flota” para Un tiempo muy breve antes de una desaceleración controlada. Este es un parque de diversiones, no un ascensor. Como he indicado en otras respuestas, los ascensores de pasajeros en funcionamiento normal son increíblemente seguros, mucho más seguros que tomar una ducha en su baño, por ejemplo.

En breve. No solo las cosas no “flotan” en los ascensores que caen, ¡los ascensores no se caen! Aparte de eso, al leer a Quora, todos debemos ser conscientes de que hay muchas personas por ahí que no tienen una pista, pero de todos modos responderemos una pregunta con una actitud de autoridad, como el tipo que dijo “despedir al profesor de física”. En respuesta a esta pregunta. No tiene ni idea de los ascensores ni de la física, pero recomendaría despedir a alguien basándose en su propia opinión infundada de todos modos. ¿Te recuerda a un cierto político prominente?

Answer 2

Técnicamente, tiene razón, pero solo porque un elevador que cae no puede caer lo suficientemente rápido para lograr una caída libre. Las razones para esto incluyen:

• Los ascensores son cuadrados y empaquetados apretadamente en ejes. El ajuste nunca es hermético, pero por lo general está lo suficientemente restringido como para que el aire que se fuerza alrededor de un ascensor en caída lo haga más lento. Cualquier desaceleración apreciable evitará la caída libre.
• Los ascensores están equipados con frenos de seguridad que se activan para evitar que cualquier caída sea lo suficientemente rápida como para lesionar gravemente a los ocupantes.
• Los rodillos de los elevadores están diseñados para ofrecer durabilidad y un funcionamiento sin problemas de larga duración, no para una rueda libre extremadamente eficiente como el skateboard o los cojinetes de bicicleta. Incluso si ninguna de estas otras cosas fuera cierta, un elevador no podría caer lo suficientemente rápido para lograr una caída libre.

Pero vamos a fingir, por un momento, que estamos hablando de uno de esos ascensores escénicos cerrados, con estilo aerodinámico, que a veces se ejecutan en el exterior de los edificios, algo como el de la izquierda:

Luego imagina que el ascensor es violentamente expulsado de su pista por explosivos o un luchador de sumo que se comió demasiados burritos … o algo.

Y además, simule que esta separación explosiva hace que el automóvil gire alrededor de su eje largo para que no se caiga.

Ahora, flotarías cuando cayera. Al menos un poco. Quiero decir, la resistencia del aire todavía lo hará más lento, así que todavía sentirás algo de eso como una gravedad débil, pero podrás saltar y fingir que estás en caída libre, por un momento.

Una forma mucho mejor de lograr la ingravidez es en un avión.

Al volar parábolas, una aeronave puede accionar a través de la resistencia del aire, volando hacia el suelo exactamente a la misma velocidad en que caen los objetos dentro de ella, por lo que parecerá que “flotan” en caída libre sin peso.

Answer 3

Me gusta el enfoque de “tu pregunta es incorrecta”, NO.

Sí, su pregunta es imprecisa, como lo es el significado de ‘flotar’, el elevador que cae debe ser un elevador que cae libremente (no impedido por la fricción del aire), etc., pero sí. Un profesor de física debería abordar esas cuestiones, tal vez contarle sobre el ‘elevador de Einstein’ (Ascensor Experimental de Einstein – The Great Courses Daily) y luego responder a la pregunta que realmente quería hacer:

¿Por qué es que no podemos distinguir la gravedad de la aceleración en una medición ‘local’?

La respuesta sería: porque no hay diferencia conocida entre la masa que está sujeta a la inercia y la masa que está sujeta a la gravedad, también conocida como el “principio de equivalencia”. Ahora, exactamente por qué ese es el caso, nadie lo sabe. Pero es un hecho experimental (probado para aproximadamente [math] 10 ^ {- 13} [/ math] diferencia relativa) y uno de los axiomas fundamentales de la Teoría General de la Relatividad (uso de mayúsculas y mérito). EDITAR – TIPO FIJO

Probar ese principio al máximo es diabólicamente difícil, principalmente porque la gravedad es una fuerza muy débil e imposible de proteger. Probarlo tú mismo, con medios de secundaria es aún más difícil. Para una mera demostración cualitativa: tecnología para el rescate, necesitas una cámara de acción, un pequeño reloj de arena (los pequeños aparatos que obtienes para sincronizar el tiempo de cocción de los huevos deberían funcionar), un lugar donde puedes dejar caer las cosas de manera segura desde unos pocos metros ( escalera) y un montón de relleno (caja de cartón grande con chips de espuma de poliestireno) y / o un receptor confiable.

Sujete el temporizador de huevo a la cámara de acción (palitos de paleta y cinta adhesiva) para que la cámara de acción pueda tomar una imagen nítida del temporizador. Vaya a la parte superior de la escalera (o donde pueda soltar cosas), encienda la cámara de acción, ajústela en cámara lenta, inicie el temporizador de huevos, espere unos segundos y deje caer el artilugio del temporizador de la cámara para no para crear rotación. Espero que golpee la red del mitón / mariposa del relleno / del catcher en la parte inferior. Recupera la cámara, detiene la grabación y revísala.

Lo que debería ver es el funcionamiento del temporizador de huevos (es decir, la arena que va desde la mitad superior a la mitad inferior) mientras sostiene el artilugio en sus manos. Cuando lo sueltes, la arena debe dejar de correr, ya que ahora está cayendo con la misma velocidad y aceleración que el reloj de arena y la cámara de acción; en otras palabras, está en caída libre. Cuando su amigo atrapa la cámara de la cámara de fotos de los huevos (¡no me culpe, culpe a él!), La arena debería comenzar a correr nuevamente. Es posible que deba repetirlo un par de veces para obtener resultados presentables.

Y para los lectores contentos:

ESTA ES UNA ACTIVIDAD DE FÍSICA DE ALTO RIESGO QUE PODRÍA ROMPIAR O DAÑAR EQUIPOS CARTOSOS Y PUEDE CAUSAR LESIONES GRAVES O LA MUERTE. PROPORCIONE SUPERVISIÓN DE ADULTOS, SENTIDO COMÚN, O AMBOS. NO INTENTE MIENTRAS ESTADO INTOXICADO. RETRATAR CUALQUIERA DE LAS FRASES “¿QUÉ PUEDE IR MALMENTE INCORRECTO …” O “HEY, MANTENGA MI CERVEZA?” O “¿QUIERES VER UNA COSA DE ENFRIAR?”

Answer 4

Muy tentado de sugerirle que bloquee a este profesor de física en un ascensor, desenganche las abrazaderas de seguridad y corte el cable.

Eso puede ser un poco duro. Pueden tener en cuenta restricciones prácticas de la resistencia del aire que impedirían que un elevador caiga en una verdadera caída libre. Pueden confundirse por la imprecisión de la palabra “flotante”. Pero sí creo que cualquier profesor que valga la pena su sal debería poder resolver estas confusiones por usted, distinguir las limitaciones prácticas y explicar la diferencia entre “flotar” en relación con un elevador en caída libre (lo que sucede) y “flotar” en relación con El resto del edificio (que no lo hace).

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Usted dice “físicamente”, así que suena como si una demostración teórica no fuera suficiente. Lo cual es una pena. Debido a que podría mostrar fácilmente que en el cuadro del ascensor acelerando hacia abajo en [math] g [/ math], entonces todo lo que se mueva bajo la influencia de la gravedad en ese cuadro no se moverá en relación con él.

Pero a algunas demostraciones físicas le podrías mostrar:

1. Deje caer dos bolas juntas: pídale que se imagine que está sentado en una y mirando el comportamiento de la otra. ¿Cómo describiría su movimiento relativo?
2. Una demostración más directa: reemplace una de las bolas con su teléfono inteligente con el modo de video activado y apunte hacia la otra bola. (Asegúrate de dejarlo caer sobre algo suave).
3. Este video de OK Go, y la explicación de cómo lo hicieron. Cómo está bien Go Made That Amazing Zero-G Video.

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Pero ninguno de estos son demostraciones físicas, viscerales y directas de ingravidez en caída libre.

Prueba esto.

Tome un Slinky, y sostenga por un extremo. El otro extremo colgará bajo su propio peso, con este aspecto:

Ahora, pídale que lo mire muy, muy de cerca, mientras suelta el Slinky. Puede que tenga que repetirlo un par de veces antes de que lo vea. (Y, por lo que parece, unas cuantas veces más antes de que entienda lo que significa).

El Slinky se pliega.

Es decir, cuando se suspendió, su propio peso se extendió por sí solo (los últimos pocos enlaces apenas en absoluto, cuanto más arriba se unen más y más, tal como cabría esperar de la ley de Hooke).

Pero cuando lo dejas caer en caída libre, esto ya no sucede. Considerado en el marco de caída libre del Slinky, no siente fuerza debido a su propio peso. Y según la ley de Hooke, la extensión de primavera se convierte en cero: [math] F = -kx [/ math]. La extensión es cero, por lo que puede ver, considerada en el marco de caída libre, que la fuerza en el resorte desde su propio peso también es cero.

Lo que se aplica a este Slinky también se aplica a todo lo demás en caída libre. En su propio marco de caída libre, se comportan como si no tuvieran peso. Entonces, en un ascensor en caída libre, todo se movería en relación con él como si no tuviera peso; Es decir, flotaría.